[發(fā)明專利]一種聚對苯二甲酸乙二醇酯短纖維及生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810018636.3
• 申請日: 2008-03-04
• 公開（公告）號: CN101525782A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳興立;盛思義;李旭;本田圭介
• 申請（專利權(quán)）人: 東麗纖維研究所（中國）有限公司
• 主分類號: D01F6/62
• 分類號: D01F6/62;D01D5/08;D02J1/22;D02J13/00
• 代理公司: 南通市永通專利事務(wù)所
• 代理人: 葛 雷

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種聚對苯二甲酸乙二醇酯短纖維及生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著人類生存環(huán)境的日益惡化，人們越來越關(guān)注開發(fā)環(huán)境 友好性材料和使用可再生原材料。石油作為不可再生資源，是最重要的 化工原料，但是由于在使用工程中以及最終廢棄中大量CO₂的排放， CO₂大量排放導(dǎo)致了全球氣候變暖等一系列的問題，并且直接威脅人類 的生存。如果利用生物原料，則不會再新增加環(huán)境中的CO₂含量，達到 減少溫室效應(yīng)保護環(huán)境的目的，還能為農(nóng)作物市場增收。因此如何利用 生物基原料，減少石油的使用，是人們面臨重要研究問題之一。

目前人們已經(jīng)利用可再生生物資源生產(chǎn)出了多種聚合物生產(chǎn)原料 產(chǎn)品以及多種聚合物產(chǎn)品，例如杜邦公司通過對玉米進行發(fā)酵，經(jīng)過生 物和化工過程，制備得到1，3-PDO，并開發(fā)出了含有約36wt％來源于 生物材料而非石油材料的聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)聚合物。 Natureworks公司同樣以農(nóng)作物為原料，經(jīng)過生物和化工過程，生產(chǎn)出 了純生物來源和易于生物降解的聚乳酸(PLA)聚合物。在 CN200610028411.7中，東華大學(xué)公開一種玉米基乙二醇的制備方法及 利用該方法制備得到的乙二醇直接聚合制備PDT共聚酯纖維的方法。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種符合環(huán)保需要的聚對苯二甲酸乙二醇 酯短纖維及生產(chǎn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種聚對苯二甲酸乙二醇酯短纖維，其特征在于：制備聚對苯二甲 酸乙二醇酯的原料乙二醇，是其中的碳元素來源于生物材料的乙二醇。

所述生物材料為玉米、甘蔗、小麥或者其他農(nóng)作物秸稈。其中所述 玉米、小麥為其種子和/或秸稈。

所述原料乙二醇純度為95.0-99.9％，并且在波長190nm-350nm 范圍內(nèi)光透過率為50％～99％。

短纖維長度為4-10mm，纖度為6.5-6.8dtex，強度為 3.0-4.0cN/dtex，伸長為20-40％。

一種聚對苯二甲酸乙二醇酯短纖維的生產(chǎn)方法，包括前紡和后紡工 序，前紡工序包括：切片轉(zhuǎn)鼓干燥、螺桿擠壓熔融、熔體過濾、紡絲、 冷卻成形、卷繞上油、落桶，后紡工序包括：集束、導(dǎo)絲輥導(dǎo)絲、一道 拉伸、拉伸浴槽、二道拉伸、蒸汽加熱、三道拉伸、疊絲、卷曲、冷卻 輸送、噴霧上油、切斷、松馳熱定型、打包，其特征在于：前紡工序中 紡絲溫度為260-290℃，紡絲速度為800-1200m/min；后紡工序中拉伸 時的拉伸溫度為60-70℃，總拉伸倍數(shù)為3.0-4.0。

松馳熱定型時烘箱溫度140-160℃，定型時間3-5分鐘。

本發(fā)明中的聚對苯二甲酸乙二醇酯短纖維其中聚酯的生產(chǎn)原料乙 二醇來源于生物原料，采用先將生物材料制成淀粉、經(jīng)液化糖化生成葡 萄糖、再加氫制得山梨醇、再用鎳催化劑催化制成二元醇和多元醇的混 合物粗餾分，然后對粗餾分進行紫外光、高頻電場、強磁場以及納米粒 子處理的工藝得到乙二醇。

采用上述工藝路線得到的生物基乙二醇純度達到95.0-98.0％，含有 少量其它二醇和有機雜質(zhì)和催化劑。該乙二醇在150-200℃經(jīng)過2小時 加熱處理后，經(jīng)過活性炭過濾，使得其在光波波長190nm-350nm范圍 內(nèi)，光透過率為50％--99％，純度為95.0-99.9％。

將此生物基乙二醇與對苯二甲酸或者DMT進行酯化或者酯交換反 應(yīng)得到聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

本發(fā)明中可以利用對苯二甲酸和生物乙二醇先酯化反應(yīng)或利用對 苯二甲酸二甲酯與生物乙二醇進行酯交換合成聚對苯二甲酸乙二醇酯， 催化劑可以用三氧化二銻、鈦酸四丁酯、鈦酸異丙酯、正丁基錫酸、醋 酸錳、醋酸鈷或醋酸鎂，穩(wěn)定劑采用磷化合物磷酸、磷酸三甲酯或磷酸 三苯酯，可以是市售的磷系的三價或五價的抗氧化劑，如市售PEP36、 AP1500、AX-71、PW9225。另外在聚合階段還可以加入常用的含磺酸 金屬鹽基的間苯二甲酸成分，這樣可以提高產(chǎn)品的染色性能，這些含磺 酸金屬鹽基的間苯二甲酸成分可以是間苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸納 (SIPE)、間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉(SIPM)。